Jerarquia de buses arquitectura de computador

Angel Marrugo Plata    

Arquitectura del computador  Prof. Leonador Chica

Antes que nada recordemos que un bus en Arquitectura de un computador, es un sistema digital por el cual se pasan datos entre los diferentes integrados de un ordenador. En estos buses se trasmiten son señales digitales que pueden ser de datos, señales de control o bien de direcciones. Estas señales tienen las siguientes caracteristicas: Ancho de la ruta de datos, que seria la cantidad de bits que se puede tranpostar de forma simultanea; velocidad de reloj, que son las cantidades de grupo de datos por segundo que se puede enviar en la ruta; y ancho de banda, que es la cantidad de bits que se pueden trasmitir por segundo.

Asi entonces imaginemos que queremos conectar un gran flujo de datos entre diferentes componentes de un computador en el mismo bus. En donde tendriamos principalmente dos problemas:

Primero habria una disminucion global en el rendimiento del sistema, esto es:

El bus de datos con su sistema de arbitraje obviamente inposibilitara el tranpaso de datos hasta que este este disponible, ademas que la longitud del bus tambien entra en juego, ya que esto se traduce como la capacidad del bus en soportar x numero de dispositivos. Todo esto significaria un retardo de propagacion de la señales entre los componentes del computador. Ademas tambien entra en la ecuacion la velocidad de transferencia de datos de los dispositivos, porque puede que mientras uno tranfiere 10 datos en un tiempo x, otro lo hace 100 veces mas rapido en ese tiempo.

Lo segundo es que habia una incopatibilidad del bus con los dispositivos, esto es:

Es muy frecuente que los fabricantes diseñen su propia linea de buses optimizados que optimicen sus arquitecturas de computador, esto acarrea que existan diferentes dispisitivos de entrada y salida que sea para un especifico bus.

Teniendo en cuenta lo anterior se plantea como solucion a estos problema utilizar una jerarquia de buses.

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El bus local entre el procesador y la cache asila el trafico de E/S del procesador, esto quiere decir que la se puede dar una transferencia de datos entre la memoria y los perifericos sin interrumpir la actividad del procesador, algo asi como en otro hilo.

El bus de expansion reduce el trafico en el bus del sistema, esto quiere decir, que la transferencia entre la cache y la memoria principal se pueden realizar de forma mas eficientes. Se puede realizar una transferencia de datos, al mismo tiempo que se reciben datos de los perifericos. El en arbitraje, la prioridad en el acceso de bus para el procesador+cache es igual para todos los dispositivos conectado al bus de expansion de forma conjunta.

En la jerarquia de buses, especicifamente en el bus local y del sistema se suele optimuzar para el bus para cada tipo de arquitectura en particular, ya que los buses estandares son independientes del computador. Los buses de expansion son buses estandares o abiertos(ISA, EISA, PCI, VME, etc). Estos buses tienen una caracteristicas y especificaciones perfectamente definidas.

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